數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告-iir數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2024-09-14 11:42本頁(yè)面
【正文】 型。 數(shù)字濾波器具有高精度、高可靠性、可程控改變特性或復(fù)用、便于集成等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)具有以抽樣頻率為間隔的周期重復(fù)特性，且以折疊頻率（即二分之一抽樣頻率點(diǎn)）呈鏡像對(duì)稱。應(yīng)用數(shù)字濾波器處理模擬信號(hào)時(shí)，首先須對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行限帶、抽樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換。 2 第 2 章 IIR 數(shù)字低通波器的原理 數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì)原理 數(shù)字濾波器可以分為兩 大類：一類是經(jīng)典濾波器，即一般的濾波器特點(diǎn)是輸入信號(hào)中有用的頻率成分和希望濾去的頻率成分各占不同的頻率帶，通過一個(gè)合適的選頻濾波器達(dá)到綠寶锝目的，這種濾波器主要有維納濾波器爾曼濾波器，自適應(yīng)濾波器等。 通過課程設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的實(shí)踐，應(yīng)達(dá)到如下要求： （ 1） 掌握雙線性變換法及脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì) IIR數(shù)字濾波器以及窗 函數(shù)法設(shè)計(jì) FIR 數(shù)字濾波器的原理、具體方法及計(jì)算機(jī)編程； （ 2） 觀察雙線性變換法、脈沖響應(yīng)不變法及窗函數(shù)法設(shè)計(jì)的濾波器的 頻域特性，了解各種方法的特點(diǎn)； （ 3） 用 MATLAB 畫出三種方法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的幅頻特性曲線，記錄 帶寬和衰減量，檢查結(jié) 果是否滿足要求。本次課程設(shè)計(jì)一方面通過 MATLAB 仿真設(shè)計(jì)內(nèi)容，使我們加深對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)增強(qiáng)其邏輯思維能力，另一方面對(duì)課堂所學(xué)理論知識(shí)作一個(gè)總結(jié)和補(bǔ)充。 觀察雙線性變換法和脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器的頻域特性，了 解雙線性變換法和脈沖響應(yīng)不變法的特點(diǎn)和區(qū)別 。 熟悉巴特沃斯模擬濾波器的頻率特性掌握用沖激響應(yīng)不變法、雙線性變換法設(shè)計(jì) IIR 濾波器的原理及方法熟悉相應(yīng)的 MATLAB 編程 。在設(shè)計(jì)一個(gè) IIR 數(shù)字濾波器時(shí)，我們根據(jù)指標(biāo)先寫出模擬濾波器的公式，然后通過一定的變換，將模擬濾波器的公式轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器的公式。 吉林建筑大學(xué) 電氣與電子信息工程學(xué)院 數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目： IIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 信科 121 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 王蓉暉 王超 設(shè)計(jì)時(shí)間： － 教師評(píng)語： 成績(jī) 評(píng)閱教師 日期 目 錄 摘要 ................................................? 第 1 章 緒論 .........................................1 設(shè)計(jì)的作用、目的 .....................................1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 .......................................1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 .............................................1 第 2 章 IIR 數(shù)字低通波器的原理 ........................2 數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì)原理 .............................2 IIR 數(shù)字濾波器 采用方法的原理 .........................3 第 3 章 IIR 數(shù)字濾波器仿真分析 ........................8 設(shè)計(jì) 步驟 ..............................................8 數(shù)字低通濾波器 MATLAB 編程及幅頻特性曲線 ..............11 優(yōu)缺點(diǎn) ...............................................14 總結(jié) .................................................15 參考文獻(xiàn) .............................................16 摘 要 數(shù)字 濾波器，又名“無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器”，或“遞歸濾波器”。遞歸濾波器，也就是 IIR 數(shù)字 濾波器 ， IIR 數(shù)字濾波器在設(shè)計(jì)上可以借助成熟的模擬濾波器的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和橢圓濾波器等，有現(xiàn)成的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或圖表可查，其設(shè)計(jì)工作量比較小，對(duì)計(jì) 算工具的要求不高。 一般認(rèn)為具有無限的脈沖響應(yīng)。 1 第 1 章 緒 論 設(shè)計(jì)的作用、目的 掌握脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法設(shè)計(jì) IIR 數(shù)字濾波器的具體方法和原理，熟悉雙線性變換法和脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計(jì)低通、帶通 IIR 數(shù)字 濾波器的計(jì)算機(jī)編程 。 課程設(shè)計(jì)是理論學(xué)習(xí)的延伸，是掌握所學(xué)知識(shí)的一種重要手段，對(duì)于貫徹理論聯(lián)系實(shí)際、提高學(xué)習(xí)質(zhì)量、塑造自身能力等于有特殊作用。 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 設(shè)計(jì) 任務(wù) ： 已知通帶截止頻率 ,通帶最大衰減 ,阻帶截止頻率，阻帶最小衰 減， T=1ms，按照以上技術(shù)要求，用脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法設(shè)計(jì)巴特沃斯數(shù)字低通濾波器，并觀察所設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的幅頻特性曲線。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 已知通帶截止頻率 kHzfp ? ,通帶最大衰減 dBP 1?? ,阻帶截止頻率kHzfs ? ，阻帶最小衰減 dBs 25?? ， T=1ms，按照以上技術(shù)要求，用脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法設(shè)計(jì)巴特沃斯數(shù)字低通濾波器，并觀察所設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的幅頻特性曲線 。 數(shù)字濾波器是一個(gè)離散時(shí)間系統(tǒng)。數(shù)字濾波器輸入信號(hào)的抽樣率應(yīng)大于被處理信號(hào)帶寬的兩倍。為得到模擬信號(hào)，數(shù)字濾波器處理的輸出數(shù) 字信號(hào)須經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換、平滑。數(shù)字濾波器在語聲信號(hào)處理、圖像信號(hào)處理、醫(yī)學(xué)生物信號(hào)處理以及其他應(yīng)用領(lǐng)域（如通信、雷達(dá)、聲納、儀器儀表和地震勘探等）都得到了廣泛的應(yīng)用。它可以是時(shí)不變的或時(shí)變的、因果的或非因果的、線性的或非線性的。如果數(shù)字濾波器在某一給定時(shí)刻的響應(yīng)與在此時(shí)刻以后的激勵(lì)無關(guān)，則稱為因果的，否則為 非因果的。應(yīng)用最廣的是線性、時(shí)不變數(shù)字濾波器。一維數(shù)字濾波器處理的信號(hào)為單變量函數(shù)序列，例如時(shí)間函數(shù)的抽樣值。例如，二維圖像離散信號(hào)是平面坐標(biāo)上的抽樣值。因?yàn)樗鼈兊膯挝幻}沖響應(yīng)是非因果且無限長(zhǎng)的，所以實(shí)際上理想濾波器 是不可能實(shí)現(xiàn)的。 理想濾波器就是一個(gè)讓輸入信號(hào)中的某些有用頻譜分量
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